CN108286832A - 一种太阳能换热装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能换热装置，包括吸热壳、填充铝材和导热铝管，其制备方法包括排布导热铝管和填充铝材，浇注相变储热材料，封口等步骤；本发明的有益效果是：本发明使用相变储能材料作为填充来存储热量，使用时可将凉水快速加热，避免了长时间存储热水导致的水垢、细菌、冻管的问题，本发明采用单元化设计，可根据不同使用需求选择组件数量，避免能源浪费，提高使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能加热领域，尤其涉及一种太阳能换热装置及其制备方法。
背景技术
目前，公知的太阳能热水器均是采用太阳能对水直接加热，或通过热媒介质加热后循环流入储水箱间接加热水。总之，水是一直处于被加热状态，这样容易产生大量水垢，影响换热效率，并且长期温水的环境会滋生大量细菌，影响身体健康，若冬季出现长期阴天，存储的热水在没有持续加热的情况下会很快冷却，导致无法使用存储设备甚至会出现冻裂的情况。
发明内容
本发明针对现有热水器使用不方便的问题，提供一种太阳能换热装置及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种太阳能换热装置，包括吸热壳、填充铝材和导热铝管，其特征在于，
所述吸热壳为一面是开口的腔体，其外侧涂有黑色吸热涂层，所述吸热壳开口处与铝合金底板固定连接，所述铝合金底板外侧粘有保温毡；
所述导热铝管为多个，平行于所述铝合金底板均匀平铺在所述吸热壳轴线所在平面上，所述导热铝管两端均伸出所述吸热壳，且相邻两根首尾连接；
所述填充铝材为三维蜂巢结构，垂直于所述导热铝管填充在所述吸热壳腔内，所述填充铝材内部和外部均填充有相变储热材料。
进一步，所述吸热壳为长方管，其开口为其某一侧面。
进一步，所述吸热壳为半椭圆管，其开口为其长轴所在平面。
进一步，所述填充铝材蜂巢直径为3-5mm。
进一步，所述导热铝管间距为5-20mm。
进一步，所述太阳能换热装置加热物质为水或者空气。
上述太阳能换热装置的制备方法，包括以下步骤：
1)将涂有黑色吸热涂层的吸热壳固定，将导热铝管平行于铝合金底板均匀平铺在吸热壳轴线所在平面上，并控制导热铝管两端均伸出，将相邻两根导热铝管首尾相连形成通路，再将填充铝材垂直于导热铝管均匀填充整个吸热壳内腔；
2)从吸热壳开口处将加热后的液态相变储热材料浇注到吸热壳内，使其将填充铝材内部和外部均匀填充；
3)待浇注的相变储热材料冷却凝固后，将铝合金底板与吸热壳开口密封连接，再将保温毡粘贴在铝合金底板外侧；
4)将若干太阳能换热装置串联或并联连接，将吸热壳一侧面向太阳摆放，将导热铝管剩余一端接入水或空气入口，打开开关即可使用。
相变储热材料由以下重量分数的物质组成：
半精炼石蜡70-95％、机油4-28％、微孔石墨粉1-8％；
其浇注方法包括以下步骤：
1)按重量分数称取各组分，将半精炼石蜡加热至105℃使其融化，保温2h去除水分，再添加机油并搅拌均匀；
2)向步骤1)所得混合物中逐步添加微孔石墨粉并不断搅拌，直至形成均匀的悬浮液，即制成相变储能材料，保温备用；
3)将步骤2)所得相变储热材料浇注到吸热壳内，冷却至室温。
本发明的有益效果是：本发明使用相变储能材料作为填充来存储热量，使用时可将凉水快速加热，避免了长时间存储热水导致的水垢、细菌、冻管的问题；本发明采用单元化设计，可根据不同使用需求选择组件数量，避免能源浪费，提高使用效率。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为实施例2俯视剖面图；
图3为实施例3俯视剖面图；
各部分分别为：
1、吸热壳；2、填充铝材；3、导热铝管；4、铝合金底板；5、保温毡。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种太阳能换热装置，包括吸热壳1、填充铝材2和导热铝管3，吸热壳1为一面是开口的腔体，其外侧涂有黑色吸热涂层，吸热壳1开口处与铝合金底板4固定连接，铝合金底板4外侧粘有保温毡5；导热铝管3为多个，平行于铝合金底板4均匀平铺在吸热壳1轴线所在平面上，导热铝管3两端均伸出吸热壳1，且相邻两根首尾连接；填充铝材2为三维蜂巢结构，垂直于导热铝管3方向填充在吸热壳1腔内，填充铝材2内部和外部均填充有相变储热材料。
实施例2
一种太阳能换热装置，包括吸热壳1、填充铝材2和导热铝管3，吸热壳1为一侧面为开口的长方管，其外侧涂有黑色吸热涂层，吸热壳1开口处与铝合金底板4固定连接，铝合金底板4外侧粘有保温毡5；导热铝管3为多个，间距5mm平行于铝合金底板4均匀平铺在吸热壳1轴线所在平面上，导热铝管3两端均伸出吸热壳1，且相邻两根首尾连接；填充铝材2为直径3mm的三维蜂巢结构，垂直于导热铝管3方向填充在吸热壳1腔内，填充铝材2内部和外部均填充有相变储热材料，所述太阳能换热装置加热物质为水。
实施例3
一种太阳能换热装置，包括吸热壳1、填充铝材2和导热铝管3，吸热壳1为半椭圆管，其长轴所在平面设为开口，其外侧涂有黑色吸热涂层，吸热壳1开口处与铝合金底板4固定连接，铝合金底板4外侧粘有保温毡5；导热铝管3为多个，间距12mm平行于铝合金底板4均匀平铺在吸热壳1轴线所在平面上，导热铝管3两端均伸出吸热壳1，且相邻两根首尾连接；填充铝材2为4mm的三维蜂巢结构，垂直于导热铝管3方向填充在吸热壳1腔内，填充铝材2内部和外部均填充有相变储热材料，所述太阳能换热装置加热物质为空气。
实施例4
一种太阳能换热装置，包括吸热壳1、填充铝材2和导热铝管3，吸热壳1为一侧面为开口的长方管，其外侧涂有黑色吸热涂层，吸热壳1开口处与铝合金底板4固定连接，铝合金底板4外侧粘有保温毡5；导热铝管3为多个，间距20mm平行于铝合金底板4均匀平铺在吸热壳1轴线所在平面上，导热铝管3两端均伸出吸热壳1，且相邻两根首尾连接；填充铝材2为5mm的三维蜂巢结构，垂直于导热铝管3方向填充在吸热壳1腔内，填充铝材2内部和外部均填充有相变储热材料，所述太阳能换热装置加热物质为水。
实施例1-4太阳能换热装置的制备方法，包括以下步骤：
1)将涂有黑色吸热涂层的吸热壳固定，将导热铝管平行于铝合金底板均匀平铺在吸热壳轴线所在平面上，并控制导热铝管两端均伸出，将相邻两根导热铝管首尾相连形成通路，再将填充铝材垂直于导热铝管均匀填充整个吸热壳内腔；
2)从吸热壳开口处将加热后的液态相变储热材料浇注到吸热壳内，使其将填充铝材内部和外部均匀填充；
3)待浇注的相变储热材料冷却凝固后，将铝合金底板与吸热壳开口密封连接，再将保温毡粘贴在铝合金底板外侧；
4)将若干太阳能换热装置串联或并联连接，将吸热壳一侧面向太阳摆放，将导热铝管剩余一端接入水或空气入口，打开开关即可使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种太阳能换热装置，包括吸热壳、填充铝材和导热铝管，其特征在于，
所述吸热壳为一面是开口的腔体，其外侧涂有黑色吸热涂层，所述吸热壳开口处与铝合金底板固定连接，所述铝合金底板外侧粘有保温毡；
所述导热铝管为多个，平行于所述铝合金底板均匀平铺在所述吸热壳轴线所在平面上，所述导热铝管两端均伸出所述吸热壳，且相邻两根首尾连接；
所述填充铝材为三维蜂巢结构，垂直于所述导热铝管填充在所述吸热壳腔内，所述填充铝材内部和外部均填充有相变储热材料。
2.根据权利要求1所述的太阳能换热装置，其特征在于，所述吸热壳为长方管，其开口为其某一侧面。
3.根据权利要求1所述的太阳能换热装置，其特征在于，所述吸热壳为半椭圆管，其开口为其长轴所在平面。
4.根据权利要求1所述的太阳能换热装置，其特征在于，所述填充铝材蜂巢直径为3-5mm。
5.根据权利要求1所述的太阳能换热装置，其特征在于，所述导热铝管间距为5-20mm。
6.根据权利要求1所述的太阳能换热装置，其特征在于，所述太阳能换热装置加热物质为水或者空气。
7.一种如权利要求1-6任一项所述太阳能换热装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将涂有黑色吸热涂层的吸热壳固定，将导热铝管平行于铝合金底板均匀平铺在吸热壳轴线所在平面上，并控制导热铝管两端均伸出，将相邻两根导热铝管首尾相连形成通路，再将填充铝材垂直于导热铝管均匀填充整个吸热壳内腔；
2)从吸热壳开口处将加热后的液态相变储热材料浇注到吸热壳内，使其将填充铝材内部和外部均匀填充；
3)待浇注的相变储热材料冷却凝固后，将铝合金底板与吸热壳开口密封连接，再将保温毡粘贴在铝合金底板外侧；
4)将若干太阳能换热装置串联或并联连接，将吸热壳一侧面向太阳摆放，将导热铝管剩余一端接入水或空气入口，打开开关即可使用。
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